Исследование быстродействия модифицированного кодера jpeg на SoC ARM i.MX233 с поддержкой контроля битрейта

Abstract

Актуальность работы обусловлена необходимостью создания алгоритмов сжатия изображений с регулируемым битрейтом для использования при ограниченности вычислительных ресурсов (реализация на промышленных контроллерах), ширины каналов передачи данных, патентных ограничений и т. д. Цель работы: исследование реализованной на ARM i.MX233 нересурсоемкой модификации стандартного алгоритма сжатия JPEG, которая, в отличие от оригинала, обладает возможностью контролировать битрейт сжатых изображений и позволяет использовать любую стандартную реализацию JPEG-декодера для распаковки изображений. Методы исследования: в работе использованы методы теории информации, теории алгоритмов, математической статистики и объектно-ориентированного программирования. Результаты: реализован модифицированный кодер стандарта JPEG для системы на кристалле ARM I.MX233, позволяющий контролировать битрейт сжатых изображений. Проведено его исследование на произвольных изображениях, полученных с Web-камеры. Показано, что предложенный кодер с функцией контроля битрейта сжимает изображения быстрее, чем распространенный свободный аналог cjpeg.

The urgency of the discussed issue is caused by the necessity to develop the algorithms for image compressing with the possibility to use them in the context of limited computational resources, bandwidth of data channels, patent restrictions, etc. The main aim of the study is to research the implementation on ARM-based SoC i.MX233 of modified JPEG encoder which allows controlling bit rate and using any standard JPEG decoder to decode compressed images. The methods used in the study: methods of information theory, theory of algorithms, mathematical statistics and object-oriented programming. The results: the proposed a modification of the standard JPEG encoder for compressing gray­scale images with bit rate control was implemented. The encoder has a simple program implementation, low computational complexity and, as a consequence, low compression time. A study for measuring the compression time of arbitrary gray-scale images from Web-camera on the SoC i.MX233 was conducted on the encoder. The results of the study show that the encoder proposed compresses the images faster than the open source analog cjpeg.